食物成瘾性肥胖人群大脑凸显网络异常的功能磁共振研究

・５４・ 中华消化病与影像杂志（电子版）２０１６ 年 ４ 月 第 ６ 卷 第 ２ 期 Ｃｈｉｎ Ｊ Ｄｉｇｅｓｔ Ｍｅｄ Ｉｍａｇｅｏｌ （ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ，Ａｐｒｉｌ ２０１６，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．２
显网络（ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ），包括脑岛前部、背侧前扣 带回以及壳核等基底节区，负责对人脑内外信息的 监测、加工与控制。 Ｗａｎｇ 等［５］ 发现被试观看美味 食物图片时，岛叶前部与右侧额眶皮层等脑区发生 显著激活。 此外，杏仁核激活也与食物相关的刺激、 气味有关。 Ｓｔｉｃｅ 等［６］ 采用 ｆＭＲＩ 发现相比较无色无 味的溶液， 巧 克 力 奶 昔 可 引 起 纹 状 体 的 显 著 激 活。 Ｓｍｅｅｔｓ 等［７］ 还发现肥胖被试比瘦弱被试具有更高 的摄食后奖赏活动。 上述研究表明肥胖人群在面对 诱导性食物信息表现出凸显网络神经活动异常。 本研 究拟采用独立成分分析方法（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＩＣＡ） 方法对成瘾性肥胖人群的凸显网络内 功能连接进行研究，揭示肥胖人群对食物失控性摄 取的神经机制。
资料与方法
一、对象 选取 ２０１０ 年 １ 月至 ２０１５ 年 １ 月济南军区总医 院消化内科与内分泌科诊断为 ＢＭＩ ＞３０ ｋｇ ／ｍ２ ，且 无消化系统、内分泌系统疾病，但经心理门诊采用耶 鲁食物成瘾量表测试显示有 ３ ～４ 项食物成瘾症状 的肥胖被试 ３６ 例，其中男 １９ 例，女 １７ 例，年龄 １８ ～ ３５ 岁，平均（２６．２ ±６．４） 岁，被试无脑部重大病史， 无抑郁、精神分裂等精神疾病。 对照组选取 ３５ 例健 康志愿者，ＢＭＩ ＜３０ ｋｇ ／ｍ２ ，男 １７ 例，女 １８ 例，年龄 ２０ ～３４ 岁，平均（２５．６ ±５．２）岁，各项检查显示正常。 二、数据采集 磁共振扫描采用 ＧＥ ＭＲ７５０ ３．０Ｔ 扫描仪。 扫 描中，被试要求被试闭眼，保持静止，并用泡沫垫固 定被试头部。 每次扫描采集被试 ２１０ 个功能图像， 序列如下：ＴＲ ＝２ ０００ ｍｓ，ＴＥ ＝４０ ｍｓ，翻转角为 ９０°， 层数为 ２９，矩阵为 ６４ ６４，ＦＯＶ ＝２４ ｃｍ ×２４ ｃｍ，层厚 为 ４ ｍｍ。 此外还对每一名被试的 Ｔ１Ｗ 结构像，参数 如下：层数为 １１５ 层，ＴＲ ＝１１．１ ｍｓ，ＴＥ ＝４．９ ｍｓ，层厚 为 １．４ ｍｍ，ＦＯＶ ＝２４ ｃｍ ×２４ ｃｍ，翻转角为 ２０°。 三、数据处理 本研究采用 ＤＰＡＳＦＡ 软件包对 ｆＭＲＩ 数据进行 预处理。 为保证磁场均匀度稳定，先去除前 １０ 个功 能图像，然后依次进行时间层校正、头动校正、标准 化，并重采样为 ２ ｍｍ ×２ ｍｍ ×２ ｍｍ，然后进行平滑 处理，对平滑后的数据进行去除线性漂移与低通滤 波（０．０１ ～０．０８ Ｈｚ）后，对全脑白质信号、均值信号、 脑脊液信号以及头动等参数去除协变量。 进行预处 理后，采用 ＧＩＦＴ 软件包中 Ｇｒｏｕｐ ＩＣＡ 工具提取静息 态网络成分。 通过两次主成分分析进行数据降维，
然后进行独立成分分离与数据重建。 本研究选取 ４０ 个独立成分，分离成分后，采用 Ｈａｒｖａｒｄ－Ｏｘｆｏｒｄ 皮 层模板，选取与模板最佳匹配的凸显网络成分。 依 次提取每个被试的凸显网络成分。 采用单样本 ｔ 检 验方法分别对两组被试凸显网络进行组内分析，采 用 ＦＤＲ 校正，ｑ ＝０．０５，团簇体积大于 １ ６００ ｍｍ３ 。 组间分析采用双样本 ｔ 检验，采用 ＦＤＲ 校正，ｑ ＝ ０．０５，团簇体积大于 １ ６００ ｍｍ３ 。
【 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ 】 Ｏｂｅｓｉｔｙ； Ｆｏｏｄ ａｄｄｉｃｔｉｏｎ； Ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ； Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ； Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ
随着经济发展与生活改善，肥胖（ ｏｂｅｓｉｔｙ） 逐渐 成为全球性公共卫生问题。 肥胖可增加一系列疾病 的风险因素，如心血管疾病、癌症、２ 型糖尿病［１］ ，成 为继心脑血管病和癌症后对人类健康最具威胁的第 三大因素。 肥胖与进食行为密切相关。 近 ５０ 年来， 人类饮食对精制的淀粉、糖类食物和高脂类食物依 赖程度增加与肥胖密切相关［２］ 。 高糖高脂食品在
２．神经影像结果：图 １ 所示为采用 Ｇｒｏｕｐ ＩＣＡ 方法提取的凸显网络模式图。 正常组表现为典型的 凸显网络模式，其中双侧岛叶、前扣带回均表现出显 著的功能连接，在正常组中基底节区以及楔前叶、角 回、缘上回等部分顶叶区也表现出显著性，详细结果 见表 １。 组间对比分析显示肥胖组凸显网络部分区 域出现显著的功能连接改变。 主要表现为：右侧颞 上回与岛叶部分体素功能连接升高，而前扣带回、基 底节区等凸显网络区域出现功能连接降低，此外枕 中回、右侧顶叶、扣带回中部、中央前回与额中回等 非凸显网络功能连接也出现降低，详细结果见表 ２。
中华消化病与影像杂志（电子版）２０１６ 年 ４ 月 第 ６ 卷 第 ２ 期 Ｃｈｉｎ Ｊ Ｄｉｇｅｓｔ Ｍｅｄ Ｉｍａｇｅｏｌ （ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ，Ａｐｒｉｌ ２０１６，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．２
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食物成瘾性肥胖人群大脑凸显网络异常的 功能磁共振研究
・ 临床研究・
百度文库
钱绍文１ 姜庆军１ 贾洪霞２ 刘锴１ 张宗静２ 李勃１ 孙钢１
结果
１．人口统计学结果：两组被试在性别、年龄以 及受教育水平上均无统计学差异（ Ｐｓ ＞０．０５）。 肥 胖组 ＢＭＩ 指数明显高于正常组（肥胖∶正常 ＝３３．５∶ １９．５，ｔ ＝７．８４，Ｐ ＜０．０１） ，耶鲁食物成瘾量表得分 显著高于正常组（ 肥胖∶正常 ＝６．４ ∶１．６，ｔ ＝１２．１６， Ｐ ＜０．０１）。
【摘要】 目的 探究食物成瘾性肥胖人群大脑凸显网络活动异常在摄食行为失控中的机制。
方法 选取 ２０１０ 年 １ 月至 ２０１５ 年 １ 月济南军区总医院 ３６ 例食物成瘾性肥胖患者和 ３５ 例志愿者，对
所有受试者进行功能磁共振扫描，经数据预处理后，采用独立成分分析方法提取两组被试凸显网络功
能连接模式图，应用双样本 ｔ 检验方法进行组间对比分析。 结果 组间对比分析显示肥胖组凸显网 络部分区域出现显著的功能连接改变。 主要表现为：右侧颞上回与岛叶部分体素功能连接升高
（ｔ ＝７．４，Ｐ ＜０．０１），而前扣带回（ｔ ＝－５．９，Ｐ ＜０．０５）、基底节区（ｔ ＝－９．８，Ｐ ＜０．０１） 等凸显网络区域 出现功能连接降低，此外枕中回（ ｔ ＝－４．４，Ｐ ＜０．０５）、右侧顶叶（ｔ ＝－５．６，Ｐ ＜０．０５）、扣带回中部、中 央前回与额中回（ｔ ＝－６．９，Ｐ ＜０．０１）等非凸显网络功能连接也出现降低。 结论 凸显网络异常的功 能活动可能反应了食物成瘾性肥胖人群对食物信息的加工控制异常的神经机制。
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｂｒａｉｎ ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｏｕｔ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎ ｆｏｏｄ ｉｎｔａｋｅ ｏｆ ｏｂｅｓｉｔｙ ｗｉｔｈ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｃｔｉｏｎ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｉｒｔｙ－ｓｉｘ ｏｂｅｓｉｔｙ ｗｉｔｈ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｉｒｔｙ ｆｉｖｅ ｎｏｒｍａｌ ｐａｒｔｉｃｉｐａｎｔｓ ｆｒｏｍ Ｊａｎｕａｒｙ ２０１０ ｔｏ Ｊａｎｕａｒｙ ２０１５ ｉｎ Ｊｉｎａｎ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｈｏｓｐｉｔａｌ ｗｅｒｅ ｅｎｒｏｌｌｅｄ， ａｎｄ ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅｍ ｕｎｄｅｒｗｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ＭＲＩ ｓｃａｎｎｉｎｇ．Ａｆｔｅｒ ｄａｔａ ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ， ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｂｏｔｈ ｇｒｏｕｐｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｔｗｅｅｎ－ｇｒｏｕｐ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｗｏ ｓａｍｐｌｅ ｔ ｔｅｓｔ． Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｂｅｔｗｅｅｎ－ｇｒｏｕｐ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ａｌｔｅｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ： ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｒｉｇｈｔ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｌｏｂｅ ａｎｄ ｐａｒｔｉａｌ ｉｎｓｕｌａ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ（ｔ ＝７．４，Ｐ ＜０．０１），ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ａｎｔｅｒｉｏｒ ｃｉｎｇｕｌａｔｅ ｇｙｒｕｓ （ｔ ＝－５．９， Ｐ ＜０．０５） ａｎｄ ｂａｓａｌ ｇａｎｇｌｉａ （ ｔ ＝ －９．８， Ｐ ＜０．０１） ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ ｏｃｃｉｐｉｔａｌ ｇｙｒｕｓ（ｔ ＝－４．４，Ｐ ＜０．０５），ｒｉｇｈｔ ｐａｒｉｅｔａｌ ｌｏｂｅ（ｔ ＝－５．６，Ｐ ＜０．０５）， ｍｉｄｄｌｅ ｃｉｎｇｕｌａｔｅ ｇｙｒｕｓ，ｐｒｅｃｅｎｔｒａｌ ｇｙｒｕｓ ａｎｄ ｍｉｄｄｌｅ ｆｒｏｎｔａｌ ｇｙｒｕｓ（ｔ ＝－６．９，Ｐ ＜０．０１） ｎｏｎ－ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｍａｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｌｔｅｒｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎ ｆｏｏｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｂｅｓｉｔｙ ｗｉｔｈ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｃｔｉｏｎ．
【关键词】 肥胖症； 食物成瘾； 凸显网络； 功能连接； 独立成分分析
Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ＭＲＩ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｓａｌｉｅｎｃｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｏｂｅｓｉｔｙ ｗｉｔｈ ｆｏｏｄ ａｄｄｉｃｔｉｏｎ Ｑｉａｎ Ｓｈａｏｗｅｎ１ ， Ｊｉａｎｇ Ｑｉｎｇｊｕｎ１ ， Ｊｉａ Ｈｏｎｇｘｉａ２ ， Ｌｉｕ Ｋａｉ１ ， Ｚｈａｎｇ Ｚｏｎｇｊｉｎｇ２ ， Ｌｉ Ｂｏ１ ， Ｓｕｎ Ｇａｎｇ１．１ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ，２ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎａｎ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｊｉｎａｎ ２５００３１，Ｃｈｉｎａ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：Ｓｕｎ Ｇａｎｇ，Ｅｍａｉｌ：ｃｊｒ．ｓｕｎｇａｎｇ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
ＤＯＩ：１０．３８７７ ／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－２０１５．２０１６．０２．００２ 作者单位： ２５００３１ 济南军区总医院医学影像科１ ，内分泌科２ 通讯作者： 孙钢，Ｅｍａｉｌ：ｃｊｒ．ｓｕｎｇａｎｇ＠ｖｉｐ．１６３．ｃｏｍ
增加人体脂肪堆积的同时，更为重要的是打破了人 体正常的食欲机制。 食物不再是维持正常机体平衡 所需，而是为寻求快感或满足感，从而导致摄取行为 失控。 这种成瘾性的摄食行为失控———食物成瘾 （ｆｏｏｄ ａｄｄｉｃｔｉｏｎ），是从其他成瘾现象中延伸出来的 一种对非正常的摄食行为。 成瘾行为影响人类大脑 正常 的 奖 赏 机 制， 产 生 超 乎 寻 常 的 嗜 好 和 习 惯 性［３］ 。 国外研究表明，肥胖人群往往表现出非单一 脑区活动的异常，而是与大脑内部与外在信息处理 网络的异常［４］ 。 近年，神经影像研究表明，大脑凸